解決問題的幾種途徑

　　設計者必須通過多種方法來提供不同的電源，音響單元必須使集中在這里地部件正常工作。最直接的方式是采用多個汽車兼容線性和開關式DC-DC調節器，每種直流電源一個。

　　盡管這種方法可行，但選擇適合每個電壓的線性或開關調節器IC需要技巧，確保其滿足要求，然后將全套調節器封裝在音響單元的電路板空間范圍之內。根據開關調節器使用的頻率，可能存在嚴重的EMI及混頻（外差）干擾，產生不可知的性能問題。

　　較好的方法是采用高度集成的電源管理IC （PMIC），例如Maxim MAX16993或MAX16930，這些IC提供多個直流電源，專門針對汽車環境而設計。

　　· MAX16993 （圖4）是一款多路DC-DC調節器，以單片、小型封裝提供三路輸出。器件包括一路直接從汽車電池供電的高壓降壓控制器（OUT1），以及從OUT1級聯輸出的兩路低壓降壓控制器（OUT2/OUT3），每路可提供高達3A輸出電流并帶有集成FET。低壓輸出范圍為0.8V至3.95V，可以是固定電壓輸出或通過電阻分壓器調節輸出電壓。

　　圖4. Maxim MAX16993 DC-DC降壓電源控制器提供一路高壓輸出和兩路低壓輸出，針對汽車環境特別優化性能和功能。

　　• MAX16930 （圖5）也提供三路輸出：兩路直接從汽車電池供電的高壓降壓控制器，以及前端的預升壓控制器，以確保系統在冷啟動事件期間正常工作。這些輸出可在1V至10V范圍內調節。當汽車電池下降至用戶選定的電平以下時，使能預升壓控制器，能夠保證系統在低至2V的電池電壓下正常工作。

　　圖5. MAX16930也提供三路輸出，包括用于一個調節器的預升壓，以確保系統在冷啟動事件期間正常工作，此時電源電壓可能下降至低至2V。

　　這些IC的高壓輸入控制器可直接由高達36V的電池電壓直接供電，可承受高達42V的拋負載瞬態。空載條件下，MAX16930的靜態電流僅為20μA，MAX16993僅為30μA，使其非常適合“休眠”汽車模式。兩個高壓控制器設計采用2MHz開關頻率，以避免AM波段EMI問題，將外部元件尺寸降至最小。如果需要，開關頻率可設置為低至200kHz。

　　為解決關鍵的EMI問題，MAX16930和MAX16993均提供用戶可選的擴譜功能，大幅改善峰值EMI。器件通過在較寬頻帶中分散雜散能量，同時將整個頻帶中的幅值降低。此外，這些器件的設計特意減慢了開關頻率的上升/下降速率，大幅減小產生的EMI，雖然效率略有降低。強制的EMI要求比效率要求更難以滿足，所以這種平衡實現了兩種相互沖突要求之間的可接受折中。

　　為滿足用戶的電路板安裝需求，器件提供兩種封裝：TQFN-EP和側面防潮的QFNDEP封裝。MAX16930封裝尺寸為6mm × 6mm，MAX16993封裝尺寸為5mm × 5mm。器件具有過熱和短路保護，工作在-40°C至+125°C溫度范圍。得益于具有低靜態電流（IQ）的高壓、高頻半導體工藝，Maxim采用創新設計和改良拓撲，實現以上總體性能。

　　相對于利用分立式調節器IC堆積而成的“零碎”方案，這些IC具有優異的性價比。這些IC將設計者的困難降至最低，使其能夠滿足電子無線音響單元中汽車電源面臨的困難并且越來越嚴格的效率、可靠性及EMI要求（另一種所謂的負載點（PoL）方法看起來好像是一種可行的方案，但其總體性能及系統可靠性方面存在嚴重缺陷）。高度集成器件有效地解決了問題，同時最大程度降低設計困難和折中妥協。

　　本文選自電子發燒友網7月《汽車電子特刊》Change The World欄目，轉載請注明出處！